DE1197136B

DE1197136B - Anordnung zur UEbertragung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Millimeterwellen

Info

Publication number: DE1197136B
Application number: DES76774A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Gross
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-11-21
Filing date: 1961-11-21
Publication date: 1965-07-22

Description

Anordnung zur übertragung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Millimeterwellen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur übertragung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Millimeterwellen, mit zwei parallel zueinander verlaufenden Hohlleitern, die sich teilweise überlappen und dabei im Bereich der überlappung mit einer gemeinsamen Seitenwand aneinander angrenzen, in die ein hochfrequenzdurchlässiges Fenster vakuumdicht eingelassen ist, das sich in Längsrichtung der Hohlleiterachsen erstreckt und über das die beiden Hohlleiter miteinander gekoppelt sind.
Anordnungen dieser Art, bei denen die gesamte wirksame Oberfläche des dielektrischen Fensters im wesentlichen senkrecht zu der beiderseits im Eingangs- und Ausgangshohlleiter vorherrschenden Richtung des elektrischen Feldes verläuft, sind bereits bekannt. Die dabei bewirkte Scherung der elektrischen Feldlinien hat den Vorteil, daß die Verluste durch das Fenster gering sind. Die bekannten Anordnungen mit sich überlappenden Eingangs- und Ausgangshohlleitern sind jedoch nicht breitbandig, da der Eingangs- und der Ausgangshohlleiter im Bereich des Fensters rechteckförmig abgesetzt ist und der dadurch gegebene sprunghafte übergang Reflexionen an der Hohlleiterinnenwand bedingt.
Bei einem Übertragungssystem für elektromagnetische Höchstfrequenzschwingungen, das aus einem aus Hohlleiterabschnitten gebildeten Eingangs- und Ausgangskanal besteht, ist es bekannt, die axiale Mittellinie des Eingangskanals seitlich zu der axialen Mittellinie des Ausgangskanals zu verschieben. Die beiden den Eingangs- und Ausgangskanal bildenden Hohlleiterabschnitte sind dabei über ein hochfrequenzdurchlässiges Fenster miteinander gekoppelt, welches schräg zwischen beiden Hohlleiterabschnitten angeordnet ist. Durch diese Anordnung des hochfrequenzdurchlässigen Fensters können die elektrischen Verluste im Fenster von vornherein nicht so gering gehalten werden wie bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art, bei der die gesamte wirksame Oberfläche des Fensters im wesentlichen senkrecht zu der beiderseits in den beiden abschließenden Hohlleitern vorherrschenden Richtung des elektrischen Feldes verläuft.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Übertragung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Millimeterwellen, mit einem sehr verlustarmen Vakuumfenster zu schaffen, die breitbandig ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, daß die beiden Hohlleiter durch ein Absinken ihrer dem Fenster gegenüberliegenden Innenwand zum Fenster hin eine stetig abnehmende Höhe aufweisen und jeweils an der Stelle, an der die geringste Höhe der Hohlleiter über dem Fenster erreicht ist, sprunghaft ineinander übergehen.
Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung hat die zum Fenster hin stetig abnehmende Höhe der Hohlleiter eine geringe Feldstörung im übergangsbereich der beiden Hohlleiter zur Folge. Gleichzeitig bewirkt der Sprung in dem Bereich, in dem die geringste Höhe des Hohlleiters über dem Fenster erreicht ist, eine Induktivitätserhöhung und dadurch eine Kompensation der Feldstörung, die normalerweise durch die dielektrische Belastung (Kapazitätserhöhung), die das Fenster verursacht, gegeben ist. Auf Grund dieser Kombination der beiden genannten Maßnahmen erhält man eine sehr große Bandbreite.
Der sprunghafte übergang der beiden Hohlleiter im Bereich der geringsten Hohlleiterhöhe über dem Fenster wird vorteilhaft besonders einfach durch die Durchbrechung erzielt, die für das Fenster in der Hohlleiterwand erforderlich ist. In diesem Fall kann durch entsprechende Bemessung der Dicke der betreffenden Hohlleiterwand die richtige Kompensation für das Fenster eingestellt werden. Das Fenster kann rechteckförmig sein oder eine krummlinige Berandung haben. Versuche mit einer Anordnung mit kreisrundem Fenster haben bei Millimeterwellenbetrieb eine Bandbreite von 20 bis 25% (Anpassungsmaß > 0,8) ergeben.
An Hand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Einander entsprechende Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die F i g. 1 zeigt im Schnitt zwei parallel zueinander verlaufende Hohlleiter 1 und 2, die sich teilweise überlappen und dabei mit einer gemeinsamen Wand 3 aneinander angrenzen. In die Wand 3 ist ein hochfrequenzdurchlässiges Fenster 4, das z. B. aus Glas, Keramik oder Glimmer bestehen kann, vakuumdicht eingesetzt. Die Hohlleiter 1 und 2 sind durch je einen metallischen, keilförmigen Kolben 5 und 6 abgeschlossen, der eine stetige Abnahme der Hohlleiterhöhe zum Fenster 4 hin bewirkt. Die Dicke der Wand 3 ist stärker bemessen als die Dicke des Fensters 4, so daß durch die Fensteröffnung 7 in der Wand 3 ein Sprung im stetigen Übergang zwischen den Hohlleitern 1 und 2 gegeben ist. Dieser Sprung, der praktisch keine Reflexionen hervorrufen kann, kompensiert die Feldstörung, die normalerweise das Dielektrikum des Fensters 4 verursachen würde.
F i g. 2 zeigt im Schnitt eine erfindungsgemäße Anordnung, die bei noch brauchbarem elektrischem Verhalten technologisch sehr einfach ist. Das Fenster 4 ist dabei nicht, wie in F i g. 2 dargestellt, in der Hohlleiterwand 3 in gleichem Abstand vom oberen und unteren Rand der Fensteröffnung angeordnet, sondern in eine nutförmige Aussparung 8 eingefügt, die seitlich am oberen Rand der Fensteröffnung 7 vorgesehen ist. Die Oberfläche des Fensters 4 schließt dabei fluchtend mit der Innenwand des Hohlleiters 1 ab. Die Stirnfläche der Kolben 5 und 6, die dem Hohlleiterinnenraum zugewandt ist, ist eben. Die dadurch gegenüber einer Anordnung nach F i g. 1, bei der die Kolben 5 und 6 eine gewölbte Stirnfläche haben, bewirkte Verschlechterung des stetigen Übergangs vom Hohlleiter 1 in den Hohlleiter 2 ist verhältnismäßig gering.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Übertragung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Millimeterwellen, mit zwei parallel zueinander verlaufenden Hohlleitern, die sich teilweise überlappen und dabei im Bereich der Überlappung mit einer gemeinsamen Seitenwand aneinander angrenzen, in die ein hochfrequenzdurchlässiges Fenster vakuumdicht eingelassen ist, das sich in Längsrichtung der HohIleiterachsen erstreckt und über das die beiden Hohlleiter miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hohlleiter durch ein Absinken ihrer dem Fenster gegenüberliegenden Innenwand zum Fenster hin eine stetig abnehmende Höhe aufweisen und jeweils an der Stelle, an der die geringste Höhe der Hohlleiter über dem Fenster erreicht ist, sprunghaft ineinander übergehen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensteröffnung mit der Tiefe, die der Dicke der betreifenden Hohlleiterwand entspricht, den sprunghaften Übergang der beiden Hohlleiter bewirkt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stetig abnehmende Höhe der beiden Hohlleiter durch je einen metallischen, keilförmigen Kolben erzielt ist, der in den Hohlleiter eingefügt ist und diesen in Längsrichtung abschließt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hohlleiterinnenraum zugewandte, geneigte Fläche des Kolbens eben ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hohlleiterinnenraum zugewandte, geneigte Fläche des Kolbens gewölbt ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigte Fläche des Kolbens mit dem Rand der Fensteröffnung abschließt.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster in gleichem Abstand vom oberen und unteren Rand der Fensteröffnung in der Hohlleiterwand angeordnet ist. B.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster in eine seitliche, nutförmige Aussparung, die am oberen Rand der Fensteröffnung vorgesehen ist, eingefügt ist, wobei die Oberfläche des Fensters mit der Innenwand des oberen Hohlleiters fluchtend abschließt.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster rechteckförmig ist.
10. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster eine krummlinige Berandung aufweist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1071784; britische Patentschrift Nr. 844 622.